CH626196A5

CH626196A5 -

Info

Publication number: CH626196A5
Application number: CH1598677A
Authority: CH
Inventors: Thomas Edwin Anderson; Ole Nordstrom Ibsen
Original assignee: Cyberex Inc
Priority date: 1976-12-28
Filing date: 1977-12-23
Publication date: 1981-10-30
Also published as: US4086525A; GB1572579A; JPS5383034A

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Vermeidung eines Überentladens eines eine Last speisenden wiederaufladbaren Akkumulators. The invention relates to a circuit arrangement for avoiding over-discharging of a rechargeable accumulator that feeds a load.

Bei einer nicht unterbrechbaren, d.h. sicheren Stromversor-gungsanlage (US-Anlage), welche einen Wechselrichter, einen elektrisch gekuppelten wiederaufladbaren Speicherakkumulator und einen zwischen einer Wechselstromquelle und dem Wechselrichter angeschlossenen Gleichrichter aufweist, wird die Leistung der Wechselstromquelle durch den Gleichrichter gleichgerichtet und dem Wechselrichter zugeführt. Der Wechselrichter wandelt die gleichgerichtete Leistung in eine zuverlässige Wechselstromquelle zur Speisung einer kritischen Sammelschiene. Gleichzeitig wird der gleichgerichtete Wechselstrom zur Wiederaufladung des Speicherakkumulators und zur Aufrechterhaltung einer konstanten Ladung an dem Akkumulator benützt. Falls die Wechselstromquelle ausfällt, wäre es erforderlich, dass der Akkumulator die Zusatzleistung liefert, welcher in Wechselstrom umgewandelt wird, um die Wechselstromleistung zur Speisung der kritischen Sammelschiene aufrechtzuhalten. Wenn Bleiakkumulatoren vollständig aufgeladen sind, erreichen sie z. B. annähernd 2,2 Volt pro Zelle. Im allgemeinen wird von der UPS-Anlage verlangt, dass sie während etwa 15 Minuten Leistung aus dem Akkumulator liefert, wobei 5 es bekannt ist, dass der Akkumulator nicht unter eine kritische Grenzspannung entladen werden darf, ohne dass eine nichtreversible Sulfatierung eintritt. Wenn einmal der Akkumulator sich über den kritischen Spannungswert hinaus entlädt, beginnt ein Verlust an nutzbarer Lebensdauer. Wenn dann der Akku-lo mulator nicht in verhältnismässig kurzer Zeit wieder aufgeladen wird, kann er nicht wieder auf seine ursprüngliche Kapazität gebracht werden. Um diese Akkumulatoren zu schützen, geben die Akkumulatorenhersteller den Benützern einen einzigen Grenzspannungswert pro Zelle an, unterhalb welchem der 15 Akkumulator nicht weiter entladen werden sollte, siehe z. B. Fig. 2 in US-PS 3 118 137, welche die Grenzspannung des Akkumulators als konstanten Wert unabhängig von den Änderungen des Verbraucherstroms zeigt. Da der Akkumulator einen wichtigen und teuren Teil einer UPS-Anlage dargestellt, sind die 20 Hersteller daran interessiert, dass der Akkumulator und die UPS-Anlage abgeschaltet werden, wenn der Akkumulator bis zu dem als kritischen Wert bezeichneten Wert entladen wird. In the case of a non-interruptible, i.e. safe power supply system (US system), which has an inverter, an electrically coupled rechargeable storage accumulator and a rectifier connected between an AC power source and the inverter, the power of the AC power source is rectified by the rectifier and supplied to the inverter. The inverter converts the rectified power into a reliable AC source for feeding a critical busbar. At the same time, the rectified alternating current is used to recharge the storage accumulator and to maintain a constant charge on the accumulator. If the AC power source fails, the accumulator would need to provide the additional power, which is converted to AC power to maintain the AC power supply to the critical busbar. When lead acid batteries are fully charged, they reach e.g. B. approximately 2.2 volts per cell. In general, the UPS system is required to provide power from the accumulator for approximately 15 minutes, 5 it being known that the accumulator must not be discharged below a critical limit voltage without causing irreversible sulfation. If the accumulator discharges beyond the critical voltage value, a loss of usable life begins. If the battery lo mulator is not recharged in a relatively short time, it cannot be brought back to its original capacity. In order to protect these accumulators, the accumulator manufacturers give the users a single limit voltage value per cell, below which the 15 accumulators should not be further discharged, see e.g. B. Fig. 2 in US-PS 3 118 137, which shows the limit voltage of the accumulator as a constant value regardless of the changes in the consumer current. Since the accumulator is an important and expensive part of a UPS system, the 20 manufacturers are interested in the accumulator and the UPS system being switched off when the accumulator is discharged up to the value called the critical value.

Es wurde nun festgestellt, dass auch dann, wenn ein Bleiakkumulator bei einer geringeren Last als bei Nennlast entladen 25 wird und dieser Akkumulator fortfährt, sich bei einer etwas höheren Spannung als dem vom Hersteller angegebenen Wert weiter zu entladen, eine irreversible Sulfatierung eintreten kann, woraus unerwartet ein Verlust an nutzbarer Lebensdauer entstehen kann. Weiter wurde festgestellt, dass diese Grenz-3o Spannung, bis zu welcher sich der Akkumulator sicher entladen kann, weder bei einem Bleiakkumulator noch insbesondere bei einem Blei-Calcium-Akkumulator konstant ist, sondern sich entgegengesetzt den Änderungen der Grösse des Entladungsstroms oder der Entladungsleistung ändert. Diese Feststellun-35 gen wurden nicht erwartet und standen im Gegensatz zu den Kenntnissen gemäss dem Stand der Technik, siehe das bereits erwähnte Schutzrecht und dazu US-PS 3 895 284,3 886 442 und 3 778 702. Genauer ausgedrückt lehrt der durch die vorstehend genannten Schutzrechte dargestellte Stand der Technik im 40 allgmeinen, dass, wenn der Entladungsstrom des Akkumulators sinkt, die Kapazität desselben wächst, und zur Annahme verleitet, der Akkumulator gebe tatsächlich mehr Leistung während längerer Zeit ab, ohne aber die Tatsache zu erkennen, dass der sichere kritischen Grenzspannungswert pro Zelle in Wirklich-45 keit steigt, wenn der Entladungsstrom des Akkumulators sinkt. It has now been found that even if a lead accumulator is discharged at a lower load than the nominal load 25 and this accumulator continues to discharge at a slightly higher voltage than the value specified by the manufacturer, irreversible sulfation can occur, which results unexpected loss of usable life may occur. Furthermore, it was found that this limit 3o voltage, up to which the accumulator can safely discharge, is neither constant in a lead accumulator nor in particular in a lead calcium accumulator, but changes in the opposite way to the changes in the size of the discharge current or the discharge power . These statements were not expected and were in contrast to the knowledge according to the prior art, see the already mentioned property right and also US Pat. Nos. 3,895,284,3,886,442 and 3,778,702. More specifically, the teaches by the above State of the art mentioned in general, that when the discharge current of the rechargeable battery falls, the capacity of the rechargeable battery increases and leads to the assumption that the rechargeable battery actually gives off more power over a longer period of time, but without realizing that the safe critical limit voltage value per cell in reality increases when the discharge current of the battery decreases.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der eingangs erwähnten Art zur Vermeidung des Überentladens eines Akkumulators so zu gestalten, dass ein Bezugsspannungswert, über welchen hinaus der Akku-50 mulator sich verschlechtert, mit Sicherheit eingehalten wird. The invention is therefore based on the object of designing a circuit arrangement of the type mentioned at the outset to avoid over-discharging a rechargeable battery in such a way that a reference voltage value beyond which the rechargeable battery 50 deteriorates is reliably maintained.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung gelöst durch a) Mittel zum Feststellen einer Entladungsgrösse des Akkumulators, This object is achieved according to the invention by a) means for determining a discharge size of the accumulator,

b) auf die Feststellmittel ansprechende Mittel zur Erzeu-55 gung eines Bezugsspannungswertes, der sich in Funktion des festgestellten Entladungsgrösse ändert, b) means responsive to the detection means for generating a reference voltage value which changes as a function of the determined discharge size,

c) Mittel zum Vergleichen des Ist-Spannungswertes des Akkumulators mit dem Bezugsspannungs wert und zum Erzeugen eines Auslösesignals, wenn der Bezugsspannungswert min- c) means for comparing the actual voltage value of the accumulator with the reference voltage value and for generating a trigger signal if the reference voltage value min-

60 destens gleich dem Ist-Spannungswert ist, und d) auf das Auslösesignal ansprechende Mittel zum Trennen des Akkumulators von der Last. 60 is at least equal to the actual voltage value, and d) means for disconnecting the accumulator from the load responsive to the trigger signal.

Die Erfindung ist beispielsweise in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen: The invention is shown for example in the drawing and described below. Show it:

65 Fig. 1 Ein Blockschema der Ausführungsform einer erfin-dungsgemässen Schaltungsanordnung, 65 Fig. 1 is a block diagram of the embodiment of a circuit arrangement according to the invention,

Fig. 2 ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen einem veränderlichen sicheren Grenzspannungswert und dem Fig. 2 is a diagram showing the relationship between a variable safe limit voltage value and the

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prozentualen Entladungsstrom der Akku zeigt und percentage discharge current of the battery shows and

Fig. 3 ein Schaltschema eines in Fig. 1 verwendeten Generators zur Erzeugung einer variablen Bezugsspannung. Fig. 3 is a circuit diagram of a generator used in Fig. 1 for generating a variable reference voltage.

Die in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung zur Vermeidung einen Überentladens eines wieder aufladbaren Akkumulators 10 umfasst Mittel zur Trennung des Akkumulators von einem Wechselrichter oder einer Last 12 mit einer Messspule 14 und einem normalerweise geschlossenen Kontakt 16, ein Anzeigegerät 18, welches als Mittel zum Feststellen der Entladungsgrösse des Akkumulators dient, einen eine veränderliche Bezugsspannung erzeugenden Generator 20 und einen Vergleicher 22. The circuit arrangement shown in Fig. 1 to avoid over-discharging a rechargeable battery 10 includes means for separating the battery from an inverter or a load 12 with a measuring coil 14 and a normally closed contact 16, a display device 18, which as a means for determining the Discharge size of the accumulator is used, a generator 20 generating a variable reference voltage and a comparator 22.

Als Akkumulator 10 wird ein wiederaufladbarer Bleiakkumulator angenommen, welcher vorzugsweise ein Blei-Cal-cium-Akkumulator ist. Indessen können auch andere Bleiakkumulatoren, z. B. Blei-Antimon-Akkumulatoren vorgesehen werden. Obwohl der Speicherakkumulator aus einer grösseren Anzahl von Zellen besteht, wird zur Erläuterung der Erfindung auf die Spannung des Akkumulators auf der Basis einer einzigen Zelle bezuggenommen. Wenn z. B. der Akkumulator vollständig aufgeladen ist, kann angenommen werden, dass die erdungsfreie Spannung pro Zeile etwa 2,2 Volt beträgt. Der sichere Grenzspannungswert bei Null- oder minimalen Entladungsstrom oder minimaler Entladungsleistung, unterhalb welchem der Akkumulator nicht weiter entladen werden sollte, beträgt pro Zelle angenähert etwa 1,85 Volt (VR min), während bei einer Entladungsgrösse von 100% Laststrom der kleinste Grenzspannungswert angenähert etwa 1,55 Volt pro Zelle (VR max) ist. Zum Zwecke der Beschreibung der Erfindung wird angenommen, dass die negative Klemme des Akkumulators 10 gemäss Fig. 1 geerdet ist. Weiter wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 angenommen, dass der sichere Grenzspannungswert sich linear zwischen 1,85 Volt (VRmjn) und 1,55 Volt (VR max) ändert, obwohl es Umstände gibt, bei welchen die Änderung nicht linear sein kann. A rechargeable lead accumulator is assumed as the accumulator 10, which is preferably a lead calcium accumulator. Meanwhile, other lead accumulators, e.g. B. lead-antimony batteries can be provided. Although the storage accumulator consists of a larger number of cells, the voltage of the accumulator based on a single cell is referred to to explain the invention. If e.g. B. the accumulator is fully charged, it can be assumed that the floating voltage per line is about 2.2 volts. The safe limit voltage value at zero or minimum discharge current or minimum discharge power, below which the accumulator should not be further discharged, is approximately 1.85 volts (VR min) per cell, while with a discharge size of 100% load current, the smallest limit voltage value approximately 1.55 volts per cell (VR max). For the purpose of describing the invention, it is assumed that the negative terminal of the accumulator 10 is grounded according to FIG. 1. 2, it is believed that the safe limit voltage value changes linearly between 1.85 volts (VRmjn) and 1.55 volts (VR max), although there are circumstances in which the change may not be linear.

Die Trennmittel, d. h. die Spule 14 und der normalerweise geschlossene Kontakt 16, können als Relais oder als Trennschalter, oder sogar als Festkörperrelais oder in anderer, äquivalenter Weise ausgebildet sein. Der normalerweise geschlossene Kontakt 16 kann in diesem Fall zwischen der positiven Klemme des Akkumulators 10 und der Eingangsklemme des Anzeigegeräts angeordnet sein. Das Anzeigegerät 18 kann irgendein geeignetes Strom- oder Leistungsmessgerät sein, welches den Gleichstrom-Entladungsstrom oder die Entladungsleistung anzeigt, welche von dem Akkumulator an den Wechselrichter oder an die Last geliefert wird. Beispielsweise kann das Anzeigegerät 18 ein Standard-Gleichstromwider-stand oder -Stromtransformer sein, welcher in Serie zu dem Akkumulator 10 und dem Anzeigegerät oder der Last geschaltet ist und welcher ein Ausgangssignal erzeugt, das mit einer Eingangsklemme des, eine veränderliche Bezugsspannung erzeugenden Generators 20 gekuppelt ist. Das Eingangssignal des Generators 20 ist proportional dem Strom der Last, welcher bzw. welche durch das Anzeigegerät 18 gemessen wird. Die variable Bezugsspannung des Generators 20 entspricht somit der gemessenen Entladungsgrösse des Akkumulators 10 und erzeugt an seinem Ausgang einen sicheren Grenzspannungswert (VR), welcher umgekehrt zur gemessenen Entladungsgrösse des Akkumulators variiert (siehe Fig. 2). Der Ausgang des Generators 20 ist somit eine veränderliche Bezugsspannung, welche an einer Eingangsklemme des Vergleichers 22 angelegt ist. Die andere Eingangsklemme des Vergleichers 22 ist elektrisch mit der positiven Klemme des Akkumulators 10 gekuppelt, um eine Anzeige der Ist-Spannung des Akkumulators zu erhalten. Der Vergleicher 22, welcher eine beliebige Vergleicherschaltung sein kann, vergleicht somit die Ist-Span-nung des Akkumulators mit dem gebildeten veränderlichen Grenzspannungswert (VR) und erzeugt am Ausgang ein Auslösesignal, wenn der gebildete Spannungswert (VR) gleich oder grösser, d. h. mindestens gleich wie die Ist-Spannung des Akkumulators 10 ist. Der Ausgang des Vergleichers 22 ist elektrisch mit einem Ende der Messspule 14 verbunden, während das 5 andere Ende der Spule 14 geerdet sein kann, womit, wenn das Auslösesignal an die Messspule 14 angelegt wird, der damit verbundene, normalerweise geschlossene Kontakt sich öffnet und den Akkumulator von der Last oder vom Wechselrichter 12 trennt. Wenn die Last 12 ein Wechselrichter in einer UPS-io Anlage ist, kann der Wechselrichter eine beliebige Standardwechselrichterschaltung aufweisen, wie dies in US-PS Reissue 26 342 der Anmelderin beschrieben ist, oder ein anderes geeignetes Gerät sein. Während der Ausgang der Last 12 geerdet dargestellt ist, wird für den Fall, dass die Last ein Wechselrich-15 ter ist, der Ausgang des Wechselrichters an eine kritische Sammelschiene angelegt. Zudem weist eine UPS-Anlage auch einen Gleichrichter (nicht dargestellt) auf, welcher zwischen dem Wechselrichter und einer Wechselstromquelle angeschlossen ist. The release agents, i.e. H. the coil 14 and the normally closed contact 16 can be designed as a relay or as a circuit breaker, or even as a solid state relay or in another, equivalent manner. The normally closed contact 16 can in this case be arranged between the positive terminal of the accumulator 10 and the input terminal of the display device. The display device 18 may be any suitable current or power meter that displays the DC discharge current or the discharge power that is supplied from the accumulator to the inverter or to the load. For example, the display device 18 may be a standard DC resistance or current transformer which is connected in series to the accumulator 10 and the display device or the load and which generates an output signal which is coupled to an input terminal of the generator 20 generating a variable reference voltage is. The input signal of the generator 20 is proportional to the current of the load, which is measured by the display device 18. The variable reference voltage of the generator 20 thus corresponds to the measured discharge size of the rechargeable battery 10 and generates a safe limit voltage value (VR) at its output, which varies in reverse to the measured discharge size of the rechargeable battery (see FIG. 2). The output of the generator 20 is thus a variable reference voltage, which is applied to an input terminal of the comparator 22. The other input terminal of the comparator 22 is electrically coupled to the positive terminal of the accumulator 10 in order to obtain an indication of the actual voltage of the accumulator. The comparator 22, which can be any comparator circuit, thus compares the actual voltage of the accumulator with the variable limit voltage value (VR) formed and generates a trigger signal at the output if the voltage value (VR) formed is equal to or greater, i.e. H. is at least the same as the actual voltage of the accumulator 10. The output of the comparator 22 is electrically connected to one end of the measuring coil 14, while the other end of the coil 14 can be grounded, so that when the trigger signal is applied to the measuring coil 14, the normally closed contact connected to it opens and the Separates the battery from the load or from the inverter 12. If the load 12 is an inverter in a UPS-io system, the inverter can have any standard inverter circuit, as described in applicant's US Reissue 26 342, or another suitable device. While the output of the load 12 is shown grounded, in the event that the load is an inverter, the output of the inverter is applied to a critical busbar. In addition, a UPS system also has a rectifier (not shown) which is connected between the inverter and an AC power source.

20 In Fig. 3 ist der, eine variable Bezugsspannung liefernde Generator 20 im Detail beschrieben. Der Generator 20 weist einen Analog-Umkehrverstärker 24 auf, einen ersten und einen zweiten Resistor 26 bzw. 28 und eine feste Bezugsspannungsquelle VF. Das vom Anzeigegerâèt 18 gemessenen Signal wird 25 direkt an den Eingang des Verstärkers 24 gelegt, welcher dazu dient, die Polarität zu ändern und die Grösse des anzuwendenden Signals anzupassen. Ein Anschluss des Resistors 26 und ein Anschluss des Resistors 28 sind miteinander verbunden und bilden einen Ausgangsklemme, welche mit dem Eingang des Ver-3o gleichers 22 elektrisch verbunden ist, siehe Fig. 1 während der andere Anschluss des Resistors 26 mit dem Verstärker 24 und das andere Ende des Resistors 28 mit der festen Bezugsspannung (VF) elektrisch verbunden sind. In diesem Fall kann beispielsweise das Verhältnis des Resistors 26 zum Resitor 28 zu 35 10:1 festgesetzt sein. Das Ausgangssignal vom Generator 20, welches an den Vergleicher 22 angelegt ist, ist durch die nachfolgende Gleichung gegeben: 20 The generator 20, which supplies a variable reference voltage, is described in detail in FIG. 3. The generator 20 has an analog reversal amplifier 24, a first and a second resistor 26 and 28 and a fixed reference voltage source VF. The signal measured by the display device 18 is applied 25 directly to the input of the amplifier 24, which serves to change the polarity and to adapt the size of the signal to be used. A connection of the resistor 26 and a connection of the resistor 28 are connected to one another and form an output terminal which is electrically connected to the input of the comparator 22, see FIG. 1 while the other connection of the resistor 26 to the amplifier 24 and the like other end of the resistor 28 are electrically connected to the fixed reference voltage (VF). In this case, the ratio of the resistor 26 to the resistor 28 to 35 can be 10: 1, for example. The output signal from generator 20, which is applied to comparator 22, is given by the following equation:

4° y 4 ° y

R R

= v- = v-

Ri Ri

R1 + R2 R1 + R2

-) + V, (- -) + V, (-

R< R <

R1 + R2 R1 + R2

Wobei VR die vom Generator 20 erzeugte veränderliche 45 Bezugsspannung ist. VR is the variable 45 reference voltage generated by generator 20.

VF ist die feste Bezugsspannung Rj ist der Resistor 26 und R2der Resistor 28 VF is the fixed reference voltage Rj is the resistor 26 and R2 the resistor 28

Va ist die Ausgangsspannung des Verstärkers 24. Va is the output voltage of amplifier 24.

so Wird nun angenommen, dass bei minimaler Last der Entladungsstrom vom Akkumulator 10 und die Ausgangsspannung Va vom Verstärker 25 Null sind, ist die veränderliche Bezugsspannung VR min (sicherer Grenzspannungswert bei minimaler Last). Unter diesen Bedingungen wird VR rain 1,850 Volt pro 55 Zelle sein und die feste Bezugsspannung VF kann berechnet werden zu VF = 1,85 x 11/10 = 2,035 Volt. Bei 100% Entladungsstrom vom Akkumulator 10, wenn VR max = 1.55 Volt pro Zelle ist, während VF gleichbleibend 2,035 Volt ist, wird die Ausgangsspannung Va des Verstärkers 24 zu Va = (1,55—2,035) 11 60 = —5.335 Volt errechnet. Im Hinblick auf diese Berechnungen können die Charakteristiken des Verstärkers 24 eingestellt werden, so dass seine Ausgangsspannung von Null bis -5,335 Volt eingestellt werden, wenn der Entladungsstrom des Akkumulators 10 von Null bis 100% der Vollast sich ändert. Dem vorste-65 henden Beispiel kann entnommen werden, wie die Parameter des Generators 20 eingestellt werden können, um den gewünschten Bereich für den veränderlichen sicheren Grenzspannungswert (VR) vorzusehen. If it is now assumed that the discharge current from the accumulator 10 and the output voltage Va from the amplifier 25 are zero at a minimal load, the variable reference voltage is VR min (safe limit voltage value at a minimal load). Under these conditions VR rain will be 1,850 volts per 55 cells and the fixed reference voltage VF can be calculated as VF = 1.85 x 11/10 = 2.035 volts. At 100% discharge current from the accumulator 10, if VR max = 1.55 volts per cell while VF is constant 2.035 volts, the output voltage Va of the amplifier 24 is calculated to Va = (1.55-2.035) 11 60 = -5.335 volts. In view of these calculations, the characteristics of the amplifier 24 can be adjusted so that its output voltage can be adjusted from zero to -5.335 volts when the discharge current of the battery 10 changes from zero to 100% of the full load. The preceding example shows how the parameters of the generator 20 can be set in order to provide the desired range for the variable safe limit voltage value (VR).

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Wenn der Akkumulator Betriebsstrom zum Wechselrichter würde die Ausgangsspannung vom Verstärker 24 zwischen 1,85 If the accumulator was operating current to the inverter, the output voltage from amplifier 24 would be between 1.85

oder zur Last liefern muss, fliesst der Strom vom Akkumulator und 1,55 Volt sich ändern, wenn die Akkumulatorbelastung zwi- or must deliver to the load, the current flows from the battery and 1.55 volts change when the battery load between

durch den normalerweise geschlossenen Kontakt 16 und das sehen Null und 100% sich ändert. through the normally closed contact 16 and see the zero and 100% changes.

Anzeigegerät 18 zu Last 12. Das Anzeigegerät 18 misst die Display device 18 to load 12. The display device 18 measures the

Grösse des Gleichspannungs-Entladungsstroms zur Last und 5 In einer weiteren, abweichenden Ausführungsform könnte erzeugt ein Signal am Eingang des Verstärkers 24. Die Polarität die feste Bezugsspannung VF mit der Ist-Spannung des Akku- Size of the direct current discharge current to the load and 5 In a further, different embodiment, a signal could be generated at the input of the amplifier 24. The polarity of the fixed reference voltage VF with the actual voltage of the battery

dieses Signals wird umgekehrt und ein entsprechender Span- mulators kombiniert werden, um daraus einen Eingang für den nungswert erscheint am Ausgang des Verstärkers 24 in Uber- Vergleicher 22 zu erhalten, während der andere Eingang zum einstimmung mit den für die Schaltungsanordnung gewählten Vergleicher der Ausgang vom Verstärker 24 wäre. Auch in die- This signal is reversed and a corresponding span simulator is combined in order to obtain an input for the voltage value that appears at the output of amplifier 24 in Uber comparator 22, while the other input for matching the comparators selected for the circuit arrangement is the output from Amplifier would be 24. Even in this

Parameters, so dass der jeweils geltende sichere Grenzspan- io sem Fall würde der sichere Grenzspannungswert der in Fig. 2 Parameters, so that the respectively applicable safe limit voltage would be the safe limit voltage value that in FIG. 2

nungswert am Ausgang des Generators 20 gebildet wird. Die- dargestellten Kurve folgen und die Ausgangsspannung des ses Signal wird am Eingang des Vergleichers 22 angelegt. Vergleichers 24 müsste für diese einzuhaltende Beziehung is formed at the output of the generator 20. The curve shown follows and the output voltage of this signal is applied to the input of the comparator 22. Comparator 24 would have to be maintained for this relationship

Sobald die Ist-Spannung des Akkumulators gleich dem sicheren angepasst werden. In einer weiteren Ausführungsform könnte As soon as the actual voltage of the accumulator is adjusted to the safe one. In another embodiment, could

Grenzspannungswert wird oder unter diesen Wert fällt, wird die Ist-Spannung des Akkumulators an den Resistor 28, siehe ein Auslösesignal am Ausgang des Vergleichers 22 erzeugt. 15 Fig. 3, anstelle der festen Bezugsspannung (VF) angelegt wer- Limit voltage value or falls below this value, the actual voltage of the accumulator to the resistor 28, see a trigger signal is generated at the output of the comparator 22. 15 Fig. 3, instead of the fixed reference voltage (VF) are applied

Dieses Auslösesignal erzeugt eine genügende Spannung durch den, während die feste Bezugsspannung (VF) direkt zu derjeni- This trigger signal generates a sufficient voltage through the, while the fixed reference voltage (VF) goes directly to that

die Messspule 14, so dass sich der Kontakt 16 öffnet und hierbei gen Klemme des Vegleichers 22 angelegt werden könnte, an den Akkumulator 10 von seiner Last trennt. Diese Schaltungs- welcher die Ist-Spannung des Akkumulators vorher anglegt anordnung vermeidet somit die unerwünschte Überentladung war. In diesem Fall würde das Mittel zur Bildung des sicheren des Bleiakkumulators und ermöglicht den Gebrauch des Akku- 20 Grenzspannungswertes des Akkumulators durch den Verstär- the measuring coil 14 so that the contact 16 opens and the clamp of the comparator 22 could be connected to the accumulator 10 from its load. This circuit arrangement, which pre-sets the actual voltage of the accumulator, thus avoids the undesired overdischarge. In this case, the means for forming the safe of the lead accumulator and enables the use of the accumulator's limit voltage value by the amplifier.

mulators so nahe wie möglich zu seinen Kapazitätsgrenzen, ker 24, die Resistoren 26,28 und die feste Bezugsspannung VF, mulators as close as possible to its capacitance limits, ker 24, the resistors 26, 28 and the fixed reference voltage VF,

während sein Gebrauch dann vermieden wird, wenn daraus ein die jetzt am Vergleicher angelegt ist, vorgesehen, wobei, wenn while its use is avoided if it is now applied to the comparator, provided if

Verlust oder eine mögliche Zerstörung entstehen könnte. die Ist-Spannung des Akkumulators (VB) an den Resistor 28 Loss or possible destruction. the actual voltage of the accumulator (VB) to the resistor 28

Unter Bezugnahme auf die beschriebene Schaltungsanord- angelegt wird, der Ausgang des Vergleichers 22 ein Auslösesig-nung soll ein sicherer Grenzspannungswert erzeugt werden, 25 nal zum Trennen des Akkumulators von der Last bildet, sobald der sich umgekehrt mit der gemessenen Entladungsgrösse des die Ist-Spannung des Akkumulators gleich dem sicheren Akkumulators ändert, wobei ein Trenn- oder Auslösesignal Grenzspannungswert wird oder darunter fällt. In diesem Fall erzeugt wird, wenn die Ist-Spannung des Akkumulators gleich würde der Verstärker 24 ein nichtumkehrender Analogverstär-dem erzeugten sicheren Grenzspannungswert wird oder dar- ker sein und in der vorstehend erläuterten Gleichung für VR unter fällt. Bei dem in den Figuren 1 und 3 dargestellten Bei- 30 würde die Ist-Spannung des Akkumulators VB anstelle von VF spiel ist der sichere Grenzspannungswert des Akkumulators eingesetzt. Dann würde VF, welcher Wert direkt an den Einfür eine gemessene Entladungsgrösse die Ausgangsspannung gang des Vergleichers 22 gelegt wird, gleich VB gesetzt und bei des Generators 20, die an den Vergleicher 22 angelegt wird. Nullast unter der Annahme berechnet, dass der Ausgang vom Während Fig. 1 und 3 ein Beispiel für eine Schaltungsanord- nichtumkehrenden Verstärker Null ist und VB des Akkumula-nung oder von Mitteln der soeben beschriebenen Funktion dar- 35 tors 1,85 Volt ist. Die Ausgangsspannung Va für den nichtum-stellen, liegen auch Änderungen von Schaltungsanordnungen kehrenden Verstärker könnte dann für Vollastbedingung im Rahmen der Erfindung, welche die gleiche oder äquivalente errechnet werden, wie dies vorstehend bei der Gleichung für Funktion aufweisen. VR beschrieben wurde, wobei angenommen wird, dass VB 1,55 With reference to the circuit arrangement described, the output of the comparator 22 is a trigger signal, a safe limit voltage value is to be generated, 25 nal for separating the accumulator from the load, as soon as it reverses with the measured discharge size of the actual voltage of the accumulator changes equal to the safe accumulator, with a disconnect or trip signal becoming a threshold voltage value or falling below it. In this case, if the actual voltage of the accumulator is generated, the amplifier 24 would become or be a non-inverting analog amplifier-the generated safe limit voltage value and falls below in the equation for VR explained above. In the example shown in FIGS. 1 and 3, the actual voltage of the accumulator VB would be used instead of VF play, the safe limit voltage value of the accumulator. Then VF, which value is placed directly on the input for a measured discharge quantity, the output voltage gang of the comparator 22, would be set equal to VB and at the generator 20, which would be applied to the comparator 22. Zero load is calculated on the assumption that the output from during FIGS. 1 and 3 is an example of a circuit arrangement-non-inverting amplifier zero and VB of the accumulator or of means of the function just described is 1.85 volts. The output voltage Va for the non-converting, there are also changes in the circuit sweeping amplifier could then for full load conditions within the scope of the invention, which are calculated the same or equivalent, as shown above in the equation for function. VR has been described, assuming VB 1.55

Im Besonderen würde ein Beispiel einer anderen und äqui- Volt ist und VR noch gleich ist dem soeben errechneten Wert valenten Lösung vorliegen, wenn in Fig. 3 der Ausgang vom 40 für VF. Hierbei ist der grundsätzliche Betrieb der vorstehend In particular, there would be an example of a different and equi-volt and VR is still equal to the just calculated value valent solution if in Fig. 3 the output from 40 for VF. Here, the basic operation is as above

Verstärker 24 direkt mit dem Vergleicher 22 verbunden und beschriebenen Varianten in ihrem breitesten Sinn praktisch dadurch VF unterdrückt würde. Unter diesen Voraussetzungen derselbe wie für die Ausführungsform nach Fig. 1 und 3. Amplifier 24 directly connected to the comparator 22 and described variants in their broadest sense would practically suppress VF. Under these conditions, the same as for the embodiment according to FIGS. 1 and 3.

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1. Circuit arrangement for avoiding over-discharging of a rechargeable accumulator that feeds a load, characterized by a) means for determining a discharge size of the accumulator,

b) means responsive to the detection means for generating a reference voltage value which changes as a function of the determined discharge size,

c) means for comparing the actual voltage value of the accumulator with the reference voltage value and for generating a trigger signal if the reference voltage value is at least equal to the actual voltage value, and d) means responsive to the trigger signal for separating the accumulator from the load.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the locking means comprise a direct current measuring device (18).

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the means for generating the reference voltage value comprise:

a) an analog reversal amplifier (24), the input of which is electrically coupled to the direct current measuring device (18) and b) a first and a second resistor (26, 28), each of which a connection is electrically connected to one another and the output of the generating means, the other end of the first resistor (26) being electrically connected to the output terminal of the amplifier (24) and the other end of the second resistor (28) being electrically connected to a fixed reference voltage source (VF).

4. Arrangement according to claim 1, characterized in that the separating means have a measuring coil (14) electrically coupled to the comparator (22) and a contact (16) electrically connected in series with the accumulator (10), such that when the trigger signal is received on the coil (14) the contact (16) is opened and the accumulator (10) is separated from the load.

5. Arrangement according to claim 1, characterized in that the reference voltage value changes inversely to the determined discharge size of the battery.

6. Use of the circuit arrangement according to claim 1 in a non-interruptible power supply system with an inverter.